混凝土技术发展的前景和困境

1混凝土技术发展的前景和困境导读十三五期间我国基础设施建设继续保持高速发展态势，从水电工程、核电工程、高铁工程到高速公路工程等领域均提出了更高发展目标。作为建设工程用量最大的基础材料，混凝土需要满足上述不同工程领域提出的更多、更高、更新的要求，重点应满足以超长跨距、超长距离、超大体积、超高层为典型特征的现代结构混凝土要求，实现混凝土在全寿命周期内从施工期到服役期的优良性能。作为混凝土的重要组成材料，胶凝材料与功能外加剂是实现混凝土高性能化的关键技术。一方面，胶凝材料经水化作用后形成硬化浆体，与混凝土内砂石组分粘结成为整体。其中，硬化浆体的微结构与混凝土性能密切相关；另一方面功能外加剂以较低的用量实现对混凝土微结构优化与调控，从而满足不同服役性能要求。近年来，随着大型基础设施与现代工程结构的快速发展，混凝土技术所面临问题主要体现为上述胶凝材料与功能外加剂两个方面。基于上述分析，本文将围绕重大工程需求，重点介绍混凝土技术在胶凝材料与功能外加剂方向的新进展，分析上述技术所面临问题，并对未来研究工作进行展望。胶凝材料•传统硅酸盐水泥硅酸盐水泥的快速发展亟需重视收缩开裂与适应性问题。从英国工程师获得授权专利起，硅酸盐水泥及其混凝土在不到年的发展历程中已成为全世界用量最大的基础材料。随着水泥行业的科技进步，硅酸盐水泥的生产工艺与各方面性能指标得到了显著的提升。近年来，我国新的水泥烧成工艺通过高固气比悬浮预热预分解技术，使得水泥产量增加以上，废气中的和排放降低 5 以上，同时能耗显著降低。除了烧成工艺的进步,硅酸盐水泥的粉磨技术也得到快速发展，水泥细度和比表面积也在不断增加，大幅提高了水泥强度。尽管如此，现有研究表明，随着水泥细度的增加，水泥快速水化的集中放热，将加剧混凝土早期收缩，增大温度开裂风险。其中，当水泥比表面积由增加至，其开裂温度增加 9.5°C,开裂时间提前约倍。其次，水泥熟料矿物中含量超过 55,呈现上升趋势。一方面，高含量有效提高混凝土的早期强度；另一方面，随着含量的提高，水泥水化放热2量集中，极大增加了水泥混凝土的早期开裂风险。最后，随着水泥行业低碳绿色化的发展需要，越来越多的工业废渣作为混合材被掺入硅酸盐水泥中，提升水泥基材料性能。然而，近年来优质原材料的匮乏，导致低品质或低活性混合材，如煤矸石、炉底渣等的大量不合理使用，从而影响水泥混凝土的工作性能与力学性能。同样地...